DAMPE-PSD读出电子学研制

• 作者: 孔洁 方芳 杨海波 牛晓阳 苏弘 赵红赟
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 暗物质粒子探测卫星 塑料闪烁体阵列探测器 读出电子学 性能测试
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 技术及应用
• 页码范围: 1124-1131
• 页数: 8页
• 分类号: TL82
• 语种: 中文
• DOI: 10.7538/yzk.2017.youxian.0549

摘要

暗物质粒子探测卫星(dark matter particle explorer,DAMPE)是我国空间科学卫星系列的首发星,用于找出可能的暗物质粒子信号.塑料闪烁体阵列探测器(plastic scintillator detector,PSD)分系统作为卫星有效载荷的主体部件之一,参与承担高能粒子电荷测量和电子/γ射线鉴别任务.PSD由82根塑料闪烁体条和164个光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)组成,有328个输出通道,每根塑料闪烁体条的动态范围为2×103,需配备1套完备的读出电子学系统.该电子学系统由4块前端电子学(front-end electronics,FEE)板构成,共具有360个信号处理通道,总功耗6 W.电路主要包括电荷测量电路、模拟调理电路、模数变换电路、刻度电路、环境监测电路、FPGA电路、电源管理电路以及接口电路等,其主要功能是基于32路模拟信号将PM T的电荷信号输入VA160 ASIC芯片,考虑了抗辐照加固、温度设计等一系列关键问题,以确保在严酷的太空中具有长期的可靠性.测试结果表明,该FEE系统工作稳定、性能良好,具有较好的技术指标,每个电子学通道实现了0～12.5 pC的动态范围,通道的随机噪声水平好于2 fC,积分非线性好于0.6％.FEE能适应恶劣的空间环境,具有很高的可靠性.FEE配合PSD样机还分别于2014年和2015年在欧洲核子中心(CERN)的PS和SPS终端成功完成了2次束流试验,验证了PSD的探测能力完全满足任务书中提出的功能和指标要求,能很好实现实际科学任务需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	苏弘	中国科学院近代物理研究所	88	364	9.0	15.0
2	方芳	中国科学院近代物理研究所	28	197	7.0	13.0
3	杨海波	中国科学院近代物理研究所	54	407	9.0	18.0
4	孔洁	中国科学院近代物理研究所	16	25	3.0	4.0
5	赵红赟	中国科学院近代物理研究所	7	8	2.0	2.0
6	牛晓阳	中国科学院近代物理研究所	3	1	1.0	1.0